DE4428240A1 - Zerkleinerungswalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungswalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Zerkleinerungswalzen werden zum Zerkleinern sehr unterschiedlichen Gutes eingesetzt, was bisher vom Hersteller erforderte, die Anzahl der Messerkörper und der Messerkörper-Aufnahmen des Walzenkernes für die verschiedenen Einsatzgebiete unterschiedlich vorzu­ geben. Eine einmal für einen bestimmten Einsatzzweck ausgelegte Zerkleinerungswalze kann bisher nur für die­ sen Zweck optimal eingesetzt werden. Wird eine z. B. zum Zerkleinern von eher sprödem Material ausgelegte Zerkleinerungswalze zum Zerkleinern von zähen Kunst­ stoffmaterialien eingesetzt, so kann es zu Beschädi­ gungen des Antriebes und zu Nothalten der Zerkleine­ rungsmaschine kommen.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Zerkleinerungs­ walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiter­ gebildet werden, daß sie sich einfach an unterschiedli­ che Zerkleinerungsbedingungen anpassen läßt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zerkleinerungswalze gemäß Anspruch 1.

Bei einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungswalze ist der Walzenkern von Hause aus mit einer großen Anzahl von Aufnahmen für Messerkörper versehen, und man er­ hält eine Anpassung an das jeweils zu zerkleinernde Material und das vom Antrieb der Zerkleinerungsmaschine bereitstellbare Drehmoment dadurch, daß man eine klei­ nere oder größere Teilmenge der Messerkörper-Aufnahmen teilweise oder ganz durch Füllkörper ausfüllt. Diese Anpassung kann leicht auch noch am Einsatzort durchgeführt werden, während Arbeiten am Antrieb (Austausch des An­ triebsmotors durch einen größerer Leistung; Abändern des Übersetzungsverhältnisses eines zwischen Antriebsmotor und Zerkleinerungswalze eingefügten Getriebes) sehr aufwen­ dig sind und für die Praxis am Einsatzort ausscheiden. Gleiches gilt für den Austausch einer Zerkleinerungs­ walze durch eine solche mit anderer Zerkleinerungscha­ rakteristik. Während es bisher in der Praxis unerläßlich war, für unterschiedliche Zerkleinerungsbedingungen, komplette Zerkleinerungsmaschinen zur Verfügung zu ha­ ben, die jeweils für eine diese Zerkleinerungsbedingungen angepaßt war, kann nun ein Benutzer, der nur kleinere Materialmengen zu zerkleinern hat, durch einfaches Um­ rüsten der Messerkörperbestückung der Zerkleinerungs­ walze seinen jeweiligen Zerkleinerungsbedingungen Rech­ nung tragen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß eine Messerkörper-Aufnahme vollstän­ dig von Zerkleinerungsarbeit befreit wird und im wesent­ lichen leer durchläuft. Auf diese Weise erhält man die maximale Zurücknahme des zum Drehen der Zerkleinerungs­ walze notwendigen Drehmomentes.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf ein besonders einfaches Umrüsten von totgeschalteten und aktiven Zerkleinerungspositionen der Zerkleinerungswalze von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß die Zerkleinerungsleistung der Zer­ kleinerungswalze im wesentlichen gleichförmig in axia­ ler Richtung verteilt bleibt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf gleichmäßigen Drehmomentbedarf über den Drehwinkel der Zerkleinerungswalze hinweg von Vor­ teil.

Eine Zerkleinerungswalze gemäß Anspruch 6 zeichnet sich durch gute Zerspanungsleistung und einfache Herstellbar­ keit aus.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf eine einfache Herstellbarkeit von Füllkörpern und Messerträgern von Vorteil.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Zerkleine­ rungswerk für zähe Kunststoffbahnen;

Fig. 2 einen transversalen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Zerkleinerungswalze in der Mittelebene einer ihrer Umfangsrippen (längs der Schnittlinie II-II von Fig. 1);

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in welcher jedoch die Zerkleinerungswalze auf kleineren Drehmomentbedarf umgerüstet ist;

Fig. 4 einen transversalen Schnitt durch die in Fig. 3 gezeigte Zerkleinerungswalze längs der dorti­ gen Schnittlinie IV-IV und

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, wobei jedoch eine Anordnung wiedergegeben ist, die zu einer nur geringeren Herabsetzung des Drehmomentbedar­ fes führt.

In der Zeichnung ist mit 10 insgesamt eine Zerkleinerungs­ walze bezeichnet, zu der ein Walzenkern 12 gehört. Dieser hat eine Mehrzahl in Umfangsrichtung verlaufender axial aufeinanderfolgender Umfangsrippen 16 mit jeweils drei­ eckigem Querschnitt.

In die Umfangsrippen 16 sind an diametral gegenüberliegen­ den Punkten jeweils Messeraufnahmen 18 eingefräst. Die Messeraufnahmen 18 benachbarter Umfangsrippen sind in Winkelrichtung versetzt, beim hier betrachteten Ausfüh­ rungsbeispiel um 30° versetzt, in der Praxis um einen kleineren Winkel, z. B. 15° versetzt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, verläuft der Boden der Messeraufnah­ men 18 über etwas mehr als die Hälfte einer Sekante und in dem dahinterliegenden Abschnitt der Umfangsrippen 16 ist jeweils eine Gewindebohrung 20 vorgesehen.

Vor der im wesentlichen radial verlaufenden Stufe am Ende der Messeraufnahmen 18 sitzt jeweils ein Messer­ körper 22M mit einer Durchgangsbohrung 24. Durch letztere erstreckt sich ein Gewindebolzen 26, der in der Gewinde­ bohrung 20 läuft. In der Praxis kann die Messeraufnahme 18 zunächst vollständig durch den Walzenkern 12 hindurch­ gefräst werden und ein die Gewindebohrung 20 enthaltendes Materialstück dann in das in Fig. 2 links oben bzw. rechts unten liegende Ende der Messeraufnahme einge­ schweißt werden, wie in Fig. 2 gezeigt.

Der Walzenkern 12 hat zwei seitliche Wellenstummel 28, welche in Lagern 30 laufen, die in Rahmenplatten 32 eines Maschinenrahmens der Zerkleinerungsmaschine ange­ bracht sind. Auf einem der Wellenstummel 28 sitzt eine Riemenscheibe 34, über welche ein nicht dargestellter Riemen läuft, der von einem ebenfalls nicht wiederge­ gebenen Antriebsmotor angetrieben wird.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, haben die Messer­ körper 22 jeweils eine ebene Unterseite 36, eine gerade hintere oder innere Kante 38 und eine unter einem Frei­ winkel w angestellte vordere Kante 40. Innere oder hintere Seitenflächen 42, 44 der Messerkörper verlaufen im wesent­ lichen in Verlängerung der Flanken benachbarter Umfangs­ rippen 16 und berühren den V-förmigen Boden der Messerauf­ nahme 18, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Vordere Seiten­ flächen 46, 48 der Messerkörper 22 verlaufen unter kleinem Abstand d radial außerhalb parallel zu den Flanken der Umfangsrippen 16.

Die Zerkleinerungswalze 10 arbeitet mit einem rahmenfes­ ten Gegenmesser 52 zusammen, welches eine Vielzahl be­ nachbarter dreieckiger Messerabschnitte 54 aufweist. Die Kanten der Messerabschnitte 54 liegen so, daß die Schneidkanten der Messerkörper 22M unter einem kleinen Abstand a vor ihnen vorbeilaufen können. Bei dieser Ausbildung von Zerkleinerungswalze 10 und Gegenmesser 52 beträgt somit der Spalt S zwischen den Umfangsrippen 16 und den Kanten der Messerabschnitte 54 S = d+a, wenn dem betrachteten Messerabschnitt momentan weder ein Messer­ körper 22M noch eine Messeraufnahme 18 gegenüberliegt. Auf diese Weise ist verhindert, daß größere Bruchstücke zwischen der Zerkleinerungswalze 10 und dem Gegenmesser 52 hindurchlaufen können.

Der Freiwinkel w der Messerkörper 22M ist so gewählt, daß die Außen- oder Vorderkante der Messerkörper im wesentli­ chen glatt in die Umfangskante der Rippen 16 übergeht.

Fig. 3 zeigt die Zerkleinerungswalze nach Fig. 1 und 2 umgerüstet für geringen Drehmomentbedarf, wie er z. B. zum Zerkleinern von zähen Kunststoffbahnen angezeigt ist, wenn solche in einer Zerkleinerungsma­ schine zerkleinert werden sollen, die von ihrer gesam­ ten Auslegung her, insbesondere der Auslegung ihres Antriebes her, für die Zerkleinerung weniger zäher Ma­ terialien ausgelegt ist.

Fig. 3 sind in jeder zweiten der axial aufeinanderfol­ genden Umfangsrippen 16 die Aufnahmen 18 durch Füllkör­ per 22F bündig ausgefüllt, deren Unterseite der Kontur der Aufnahmen 18 entspricht, während ihre Außenseite eine glatte Fortsetzung der Außenfläche einer Umfangs­ rippe 16 darstellt. Die Füllköper 22F haben ebenso wie die Messerkörper 22M eine Durchgangsbohrung 24, durch welche ein (nun verlängerter) Gewindebolzen geschraubt wird, um die Füllkörper 22F an dem Walzenkern 12 fest­ zulegen.

Wie die Zeichnung zeigt, sind in einer Umfangsrippe 16 jeweils beide der Aufnahmen 18 durch einen Füllkör­ per 22F ausgefüllt, so daß jede einzelne Scheibe der Zerkleinerungswalze drehmomentenmäßig und wuchtmäßig ausgeglichen ist. Es versteht sich, daß man zu einer nur geringeren Herabsetzung des Drehmomentbedarfes der Zerkleinerungswalze 10 für weniger zähe Materialien auch nur eine einzige der Aufnahmen 18 pro Walzenschei­ be mit einem Füllkörper 22F verschließen kann, während die andere Aufnahme weiterhin einen Messerkörper 22M enthält. Man kann auch in jeder der Walzenscheiben nur eine der Messerkörper-Aufnahmen durch einen Füllkörper 22F verschließen, wobei man dann darauf achtet, daß die verschlossenen Werkzeugaufnahmen benachbarter Wal­ zenscheiben einander diametral gegenüberliegen. Auch auf diese Weise erhält man insgesamt einen guten axia­ len Ausgleich und Winkelausgleich der Drehmomentbelas­ tung der Zerkleinerungswalze.

Wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich, sind die Mes­ seraufnahmen 18 so hergestellt, daß man zuerst eine V-förmigen transversalen Querschnitt aufweisende Nut quer über eine Umfangsrippe 16 fräst, deren Bodenlinie somit längs einer Sekanten verläuft. In dem in den Fig. 2 und 4 links gelegenen Abschnitt der so erzeug­ ten Nut ist ein Messerträger 56 eingeschweißt, dessen Innenseite zu der V-förmigen Nut komplementäre Geometrie hat und dessen Außenseite eine glatte Fortsetzung der Umfangsrippe 16 darstellt. Der Messerträger 56 und der Füllkörper 22F können somit durch Abschnitte eines grö­ ßeren Rohlinges gebildet sein, dessen Form gerade dem weggefrästen Teil der Umfangsrippe 16 entspricht, und dieser Rohling braucht dann nur an einer Stelle durch­ gesägt zu werden.

Bei der Variante nach Fig. 5 ersetzt ein abgewandelter Füllkörper 22F′ nur teilweise das der Aufnahme 18 ent­ sprechende fehlende Stück der Umfangsrippe 16. Gegenüber Fig. 4 hat der Füllkörper 22F′ nur kleinere Breite und geringere Tiefe, das ganze derart, daß zwischen seine in Fig. 5 links gelegene Fläche und die Seiten­ wand der Aufnahme 18 noch ein Messerkörper 22M einge­ spannt werden kann. Dessen Stirnfläche liegt somit nach rechts nur teilweise frei, wodurch sich eine verminderte Zerspanungsleistung ergibt. Auch bei diesem abgewandel­ ten Ausführungsbeispiel erfolgt die Bestückung mit Füll­ körpern 22F und 22F′ vorzugsweise so, daß für jede Wal­ zenscheibe Punktsymmetrie zur Walzenachse gegeben ist.

Das Ersetzen von Messern 22M durch Füllkörper 22F oder das Vorschalten eines Füllkörpers 22F′ vor einen Messer­ körper 22 läßt sich auch vom Anwender auf einfache Weise vornehmen, so daß man ohne Eingriffe in den Antrieb der Zerkleinerungsmaschine unterschiedlich zähe Materia­ lien zerkleinern kann.

Claims (7)

1. Zerkleinerungswalze mit einem Walzenkern (12) und mit einer Vielzahl vom Walzenkern (12) getragener Messerkörper (22M), wobei letztere in Aufnahmen (18) des Walzenkernes (12) eingesetzt sind, welche sich in Umfangsrichtung über die Stirnfläche der Messerkörper (22M) hinauserstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der Aufnahmen (18) ein Füllkörper (22F; 22F′) lösbar eingesetzt ist, welcher die Aufnahme (18) zumindest teilweise ausfüllt.

2. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Füllkörper (22F) die Aufnahmen (18) jeweils vollständig ausfüllen.

3. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper (22F) und die Messerkörper (22M) über die gleichen Gegenbefestigungs­ mittel (20) mit dem Walzenkern (12) lösbar verbunden sind.

4. Zerkleinerungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite axial benachbarter Aufnahmen (18) einen Füllkörper (22F) enthält.

5. Zerkleinerungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in einer transversalen Ebene mehrere Auf­ nahmen (18) für Messerkörper (22M) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Untergruppen dieser Aufnah­ men (18), welche bezüglich der Walzenachse symmetrisch angeordnet sind, gleichermaßen mit Füllkörpern (22F; 22F′) bestückt oder von solchen frei sind.

6. Zerkleinerungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkern (12) in an sich bekannter Weise eine Mehrzahl axial aufeinan­ derfolgender Umfangsrippen (16) mit dreieckigem Quer­ schnitt aufweist und in den Umfangsrippen (16) die Auf­ nahmen (18) vorgesehen sind, deren Boden jeweils längs einer Kreissekanten verläuft, und daß die Außenfläche der Füllkörper (22F) eine Fortsetzung der Außenfläche der Umfangsrippen (16) darstellt.

7. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Füllkörper (22F; 22F′) und die Messerkörper (22M) halternde Messerträger (56) Ab­ schnitte eines gemeinsamen Ausgangsteiles sind, dessen Innenflächen der Querschnittskontur der Aufnahmen (18) entsprechen und dessen Außenflächen der Querschnitts­ kontur der Umfangsrippen (16) entsprechen.